На сегодняшний день астрономы обнаружили почти 4000 экзопланет. Еще примерно столько же имеют статус кандидатов и ждут подтверждения своего статуса. Но ученых интересуют не только уже существующие миры у других звезд, но и те, которые еще только появляются на свет. Одним из наиболее ценных инструментов, позволяющих изучать формирующиеся экзопланеты, является комплекс радиотетелескопов ALMA (Atacama Large Millimeter/submillimeter Array), расположенный в чилийской пустыне Атакама. Благодаря возможностям ALMA, астрономы могут не только получать детальные изображения протопланетных дисков вокруг новорожденных звезд, но и изучать распределение в них различных веществ и даже оценивать размеры пылевых зерен, процесс слипания которых приводит к появлению зародышей протопланет.
Чтобы лучше разобраться в том, как рождаются планетные системы, астрономы инициировали проект DSHARP (High Angular Resolution Project), целью которого являлась получение изображений в высоком разрешении 20 близких к Солнцу молодых звезд, окруженных протопланетными дисками. Недавно ученые подвели первые итоги своего исследования, опубликовав поразительные изображения этих систем.
Коллаж из фотография 20 протопланетных дисков от ALMA
Фотографии ALMA демонстрируют множество сложных образований внутри протопланетных дисков: кольца, концентрические разрывы, спиральные структуры и даже что-то, напоминающее арки. Чувствительность комплекса позволила выявить в них детали размером в несколько астрономических единиц. По словам исследователей, предварительный анализ данных ALMA свидетельствует о том, что крупные экзопланеты аналогичные Нептуну или Сатурну формируются намного быстрее, чем предсказывают существующие модели.
Изображения четырех протопланетных дисков, полученные комплексом ALMA. Они находятся на расстоянии от 400 до 540 световых лет от Земли. Система AS 205 состоит из двух звезд, каждая из которых окружена собственным протопланетным диском
Результаты наблюдений комплекса также могут дать важную зацепку, позволяющую разобраться в механизме рождения землеподобных объектов. Ученым давно не дает покоя вопрос, как зародышам каменных тел удается выжить в протопланетном диске и, в конечном счете, превратиться в полноценную планету. Во время исследования, ALMA удалось обнаружить участки с большой концентрацией пылевых частиц. Их взаимодействие с окружающим веществом приводит к появлению своеобразных «безопасных зон», где планетезимали могут в относительно спокойной обстановке набирать массу.